【発明の詳細な説明】
ワイヤコネクタ 発明の分野
本発明は、ワイヤコネクタに関し、一つの観点において、端部同士が接続され
る複数の導体間で低い外形の突合せ接合をなすためのワイヤコネクタに関し、一
つの観点において、はんだ(ソルダ)の塊を初期にコネクタのワイヤ止めとして使
用するコネクタに関する。発明の背景
従来技術としては、2本以上のワイヤを所定の回路に接合するべく、該ワイヤ
を電気的に接した状態で接合するための接続装置が知られている。本発明の背景
に関連すると考えられる該装置は、変位式絶縁コネクタやワイヤ・ナットを用い
るねじりコネクタではなく、ワイヤの端部同士が突合せ接合をなして該ワイヤが
クリンプコネクタや、溶接による接続、あるいは類似の接続によって電気的に接
続された状態に維持されるコネクタである。電気的な接続は、しばしば、熱収縮
可能な管状構成要素を用いて絶縁される。熱収縮可能な構成要素を備えた電気接
続装置には多数の例がある。熱収縮可能な部分は、しばしば、チューブやスリー
ブの形態である。チューブの内壁は、接着剤やシーラントでコーティングされる
。導体を接合するための手段が収縮可能なチューブ内に位置決めされる場合には
、該手段は、通常、熱収縮性スリーブの中央部分に近接している。この接合手段
は、例えば、英国特許出願第1,149,125号明細書、米国特許出願第4,9
40,179号明細書、国際公開第9,007,207号明細書に記載されている
、はんだ(ソルダ)よりなるリングやバンドであることが多い(その他の関連特許:
米国特許出願第4,722,471号明細書、同第4,300,284号明細書、英
国特許出願第2,020,922号明細書、米国特許出願4,832,248号明細
書、国際公開第8,809,068号明細書、米国特許出願第4,505,421号
明細書、及び、同第4,883,924号明細書)。はんだよりなるバンドやリン
グの使用を、はんだの挿入(インサート)あるいは予備成形と称する。このように
インサートにより、電気接続をなすべく電気的な導体をはんだ付けするという周
知の機能
が実現される。はんだには、米国特許出願第4,987,283号明細書、及び、
同第4,852,252号明細書に記載されているように、高周波によって融解す
るものもある。このはんだ挿入物は、良く画定された形状を有する一方、米国特
許第4,654,473号明細書、及び、同第4,384,404号明細書に記載さ
れているように、限定されない量のはんだに置き換えてもよい。
あるいは、はんだ構成要素は、熱収縮性スリーブ内に設けられるクリンプバレ
ルに置き換えてもよい。クリンプバレルを用いるコネクタは、例えば、米国再発
行(RE)特許出願第33591号明細書、及び、米国特許出願第4,993,149
号明細書に記載されている。
導体間に電気接続をなすための他の手段は、米国特許出願第5,006,286
号明細書に開示されている。上記明細書では、はんだは、導電性ゲルからなる媒
体に置き換えられている。このゲルは、熱収縮性スリーブ内の中央部分に配置さ
れており、導電性ゲル内に挿入されかつ該ゲルによって周囲を取り囲まれた導体
間に、導電性の通路が形成されている。熱が加えられると、熱収縮性スリーブは
元の形状に戻り(復元し)、導電ワイヤの絶縁体が把持される。これによって、導
体が導電性ゲルから引き抜かれることが防止される。
上記例は、全て、共通の問題を抱えている。この問題は、ワイヤ導体が、はん
だ付け、クリンピング(把持)、あるいは、導電性ゲルを通すことによって接合さ
れる前の、絶縁されたワイヤ導体あるいは非絶縁のワイヤ導体の配置に関するも
のである。上記問題は、後者の場合には特に深刻である。というのは、ワイヤは
、熱収縮性スリーブの収縮・把持作用が完了するまで、所望の配置に保持されね
ばならないためである。したがって、従来例の装置を用いて、導体を好都合に接
続するためには、はんだ付けやクリンピング(把持)等に先立ち、導体をコネクタ
内の所定位置に保持するための補助的な把持手段が備えられている必要がある。
従来例の一つである、英国特許出願第2,020,922号明細書は、熱収縮性
スリーブ内における付加的な挿入物(インサート)の使用を教示している。この挿
入物は、熱収縮性スリーブ内に挿入されるワイヤを保持し且つ位置決めするべく
使用されている。しかし、この接続装置は、コネクタの同一端部から挿入される
ワイヤを接続する場合にのみ有用である。また、この挿入物は、ワイヤを所定位
置に保持している間に把持作用を行うことはないように思われ、また、確実な電
気接続をなすのに有用ではないと思われる。したがって、このコネクタ内に挿入
・位置決めされるワイヤは、はんだ付け又はねじりや熱収縮処理が行なわれるま
では、確実に固定されることはなく、また、電気的に接続されることはない。
また、記載した型のさらに初期型のコネクタが、1993年8月19日に公開
された国際公開第93/16505号明細書に記載されている。この初期型コネ
クタは従来例である。スリーブ内に設けられたはんだの塊の使用によっては、導
体の一方の位置決めは制限されなかった。つまり、はんだが電気的な接続をなす
べく再度流動せしめられたときに、第2導体は、スリーブ内に十分に位置決めさ
れることはできなかった。
本発明により、補助的な把持具の必要性は排除され、はんだによる接合によっ
て導体を電気的に接続する作業(工程)は大幅に単純化される。本発明により、ク
リンプ作業時に、熱収縮可能な絶縁体層を切断する可能性がある把持装置により
損傷を受けがちなクリンプコネクタ(把持コネクタ)の改良装置が提供される。本
発明により、スリーブの両端から挿入される導体の止めを初期に形成するはんだ
の塊であって、はんだを加熱して接続部を形成する前に該接続部の目視検査を行
う必要性を実質的になくすようにしたはんだの塊が提供される。発明の慨要
本発明に係るコネクタは、複数のワイヤ間を電気的に接続し、且つ、該接続部
を絶縁するように構成されている。該コネクタは、導電性の管状部材すなわちス
リーブと、該スリーブの軸に対して略垂直であり中央部分に設けられたスロット
内に配置されるはんだ(ソルダ)よりなるディスクと、収縮自在のスリーブとを備
えている。導電性金属よりなる上記導電スリーブには、該スリーブ内への挿入時
にワイヤを把持するべく該スリーブから形成されたワイヤ保持手段が形成されて
いる。該ワイヤ保持手段は、タブの形状で、シリンダの内面から延在している。
該タブは、スリーブ内において一方の側面から他方の側面へ向かって、また、ス
リーブの両端から中央部分に向かって延在するように設けられている。上記はん
だディスク(ソルダディスク)は、最初はワイヤ止めを形成し、その後、上記ディ
スクに当接するワイヤの端部を電気的に接合するべく融解されるように、上記ス
リーブ内の上記タブ間に配置される。上記導電スリーブの周囲には、収縮可能な
スリーブが位置決めされており、導電スリーブは、収縮可能なスリーブの端部間
の略中央部分に配置される。
好適な実施形態では、上記タブは上記導電スリーブより形成されており、該タ
ブは該導電スリーブの縦軸を通過して延在するのに十分な長さを有する。そして
、該タブは、スリーブの両端からスリーブ内に挿入される剥き出しのワイヤと係
合し且つワイヤの伸縮(retraction)に抗するように、スリーブの材料より打ち抜
かれてなる。
上記はんだディスクは、上記スリーブの外周側壁に交軸方向に形成された開口
部つまりスロット内に適合するように寸法構成される。
上記収縮可能なスリーブは、好ましくは、熱収縮性であって、該スリーブの中
央部分は上記導電スリーブ上に収縮せしめられる。上記熱収縮性スリーブの予備
収縮せしめられる中央部分は、上記導電スリーブの全長にわたって該スリーブの
長さを越えて延在する。該熱収縮性スリーブの予備収縮において重要なのは、該
スリーブを収縮させることにより形成される該スリーブの内径が上記導電スリー
ブの外径と少なくとも概ね等しくなることである。これによって、導電スリーブ
に収容されることが可能な最適な数のワイヤを挿入することが可能になる。
上述したコネクタの重要な特徴は、挿入される導体を把持することと、例えば
はんだ付けなどのより永久的な接続をなす前に該導体を電気接点で保持するよう
にする二重の機能である。ワイヤは、上記コネクタのいずれかの端部より、上記
止めに当接するように挿入される。本発明のコネクタは、ストランド(stranded)
ワイヤやソリッドワイヤからなる導体を、ワイヤゲージ寸法の範囲内で、接続し
、周囲を密閉し、絶縁するための手段を備えている。一方のワイヤと他方のワイ
ヤとが接続されることができる。あるいは、コネクタ内の利用可能な空間によっ
て限定される極限まで複数のワイヤを接続することが可能である。収縮可能なス
リーブ内には、スリーブをワイヤに対してさらに密閉するために、接着剤が設け
ら
れてもよい。この接着剤は、例えば、熱収縮性スリーブの内壁上にコーティング
された連続層として備えられてもよいし、あるいは、固体の熱融解(ホットメル
ト)接着性化合物よりなり予備成形されたリングすなわちスリーブの形状で熱収
縮スリーブ内に適切に配置されてもよい。図面の簡単な説明
本発明を添付の図面を参照してさらに詳述する。
図1は、本発明のコネクタの一部を形成する管状部材の斜視図である。
図2は、管状部材内で電気的接続をなすためのはんだの塊の配置を示す、図1
の管状部材の縦断面図である。
図3は、コネクタ内に挿入された導体を示す、図1のコネクタの縦断面図であ
る。
図4は、本発明に係るコネクタを用いてなされた電気的接合が完了したところ
を示す縦断面図である。
図5は、図1の管状部材と、接着性管状部材を有する収縮可能なスリーブとの
使用状態を示す、本発明の他の実施形態に係るコネクタの側面図である。好適な実施形態の詳細な説明
本発明を、添付の図面を参照して記載する。各図の類似参照番号は類似部分を
示す。図1に、参照符号9によって大略的に示すコネクタの接続装置を備えた管
状部材又は円筒部材10が示されている。図3に示すコネクタ9は、自動ワイヤ
保持手段20を有し導電部材より形成された管状導電スリーブ10と、はんだ(
ソルダ)の塊13と、外側が収縮可能なスリーブ14とを備えている。導電スリ
ーブ10は、すずメッキしてブリキに形成されるところの銅、真ちゅう、ベリリ
ウム銅などの導電性の金属よりなる矩形のシートより形成される。このシートは
、対向する端部及び側面を有しており、切断又はスタンピングによりワイヤ保持
手段が形成されている。図示されているように、このワイヤ保持手段は、シート
に形成された2つのU字型又は蹄鉄型のカット18によって形成される。スリー
ブ10は、また、スリーブ10の外面に、スロット11を形成するところの交軸
方向に延在する細長の開口部を有している。このスロットは、上記した金属より
な
る矩形のシートに、まず、形成されることができる。次いで、シートは、導電ス
リーブ10を形成するべく略円筒形状に形成される。カット18内のシートの領
域は、スリーブ10内に押し下げられる。すなわち、該領域は、切断されていな
い縁部に沿って曲げられる。そして、このような曲げによって、スリーブ10に
は、2つの窓開口部つまり干渉物(interruption)、及び、スリーブ10内で管状
スリーブ10の対向する内壁面に向かって下方に延在する2つのタブ20が形成
される。シートは管状部材に形成され、シートの側縁部は、はんだよりなるビー
ドや、かみ合いシーム(interlocking seam)、あるいは、シートを管の形状に維
持する他の手段によって接合される。導電スリーブ10のスロット11は、シー
トが管状スリーブ10に形成されたときに、はんだのディスク13が管状部材の
交軸方向に設けられるように、所定深さを有する軸方向の幅広いカットにより形
成されることができる。
スリーブ10の表面に形成された干渉物は、保持タブ20を形成する。該タブ
20は、スリーブ内部の目視検査を可能にする機能を有する窓を形成する。導電
スリーブ10のスロット11は、スリーブ内に位置決め・保持されるはんだのデ
ィスク13を挿入するための間隙をなす。ディスク13は、フラックスを含有す
るか、あるいは、フラックスでコーティングされている。接続は、はんだが融解
する範囲の温度まではんだを加熱することによってなされる。
ワイヤ保持タブ20は、ワイヤをスリーブ10内に保持するように機能する。
蹄鉄型にカットするスタンピングや打抜きによって、タブのエッジは荒く鋭利な
ものとなる。また、スリーブ内に延在するタブの角度によって、2本以上のワイ
ヤは、スリーブ内に位置決めされると共に摩擦的に保持される。或は、上記タブ
の角度によって、はんだ付けによる接続を完了するべく熱が加えられる前の、ワ
イヤやワイヤシースに対するタブの機械的な保持が実現される。各保持タブ20
の自由端は、スリーブ10の軸を越えて延在しており、該自由端は、タブが接続
されているスリーブの側面の反対側に位置する内面に近接して位置している。端
部から、最も近接しているタブの方向へタブ20の下方を通過するワイヤ等の種
々の目的物は、タブに係合して、タブを弾性的に移動させるので、ワイヤはタブ
によって把持され、摩擦状態で保持される。本発明では、タブの端部間に位置す
るスリーブ10の中央近傍に、ワイヤ止めが形成されている。このワイヤ止めは
、図2,3に示すように、スロット11内に配置されるはんだ(ソルダ)のディス
ク13で形成されている。タブ20により、ワイヤは、スリーブの壁に付勢され
た状態で位置決めされ、該ワイヤは、次いで、溶解したはんだと係合せしめられ
る。
スリーブ10は、ワイヤを接続するという所望の機能を奏する一方、接続部を
絶縁することが必要な場合には、収縮可能な材料、好ましくは熱収縮性材料から
なる外側スリーブ14を備える必要がある。図3に示されているように、絶縁ス
リーブ14は、二重壁の熱収縮性チューブである。スリーブ14は、半透明又は
透明の熱収縮可能な材料より作られるのが好ましい。コネクタ9が外側スリーブ
を収縮させると共にはんだの塊を融解させるに十分加熱された後にはんだ付けが
完了した接続部を視認できるように、透明なスリーブであることが望ましい。熱
収縮性スリーブ14の二重壁の性質について言及する。このスリーブ14は2層
の材料より構成される。スリーブ14の内側層16は透明な熱融解(ホットメル
ト)接着剤である。この材料は、熱を加えることによって粘着性となる。外側ス
リーブ14は、好ましくは、放射線架橋されたものである場合には、250℃以
上の温度に数日間耐えることが可能な、ペンシルバニア州、フィラデルティアの
ペンウォルト(Pennwalt)・コーポレーションより「カイナー(Kynar)」なる商標
で市販されている、透明なポリマーから形成される。スリーブ10及びはんだデ
ィスク13は、スリーブ14内に位置決めされる。スリーブ14は、はんだのデ
ィスク13がタブ20間から移動しないように制限するために、スリーブ10の
外形に付勢状態でフィットしている。また、スリーブ10は、収縮可能なスリー
ブ14の中央部分に位置している。この「カイナー」チューブの中央部を収縮さ
せるのに十分な熱を加えることにより、該チューブは、金属シリンダの一部分を
把持して、該シリンダを固定的に保持する。上記関係は、適切な寸法、内径、及
び外径を有するスリーブ10及び収縮可能なスリーブ14や、熱収縮可能なスリ
ーブ14を用いて該スリーブの中央部分を加熱することや、コネクタ9の使用前
にスリーブを所定位置に確保するために熱を局部的に加えたり、スリーブの中央
部分をスリーブ10上に収縮させることによって生じるものである。この収縮動
作によって、スリーブ14の端部は、コネクタ9に案内されるワイヤシースを収
容する、図3に示す如く鐘の口形になる。
ワイヤのコネクタ9への接続は、図4のように、外装(シース)31の端部を越
えて導体を露出させるために、ワイヤ28の端部において絶縁体を剥がすことに
よって達成される。次いで、ワイヤの端部は、導電スリーブ10の各端部の内側
のタブ20の自由端下方に挿入され、はんだのディスク13によって形成された
止めに付勢される。これにより、露出せしめられている導体とタブとの間に初期
接続が形成される。この後、タブ20と、該タブに対向するスリーブ10の内側
面との間に生じる緊張力(bracing force)に抗して、ワイヤを容易に引き出すこ
とはできなくなる。このようにして、ワイヤの端部は接続に最適であるように位
置決めされる。永久接続を要する場合には、スリーブ14の外面に熱を加える。
はんだの融解温度、例えば約160℃まで温度が上昇すると、フラックスでコー
ティングされたはんだのディスク13は融解して、導電スリーブ10の中央部に
位置決めされ露出せしめられている導体に接する。これによって、図4に示され
ているような、導電性スリーブ内で永久接続部が形成され、はんだのディスク1
3は、ワイヤの端部と、タブ20と、導電スリーブとを接続する塊に変形する。
これと同時に、熱を加えることによって、熱収縮可能なスリーブ14は、図4に
示されているように、元の形状に戻り、ワイヤの絶縁スリーブ31の周囲を閉鎖
する。また、熱融解性(ホットメルト)接着剤コーティング16を有する場合には
、熱を加えることによって、該コーティングは軟化し、該コーティングは、絶縁
外装31の周りに流動してワイヤ28を密封する。このコネクタをワイヤに適用
した後では、ワイヤ間の接合点への湿気(水分)の侵入は接着シールによって制限
される。そして、外側の保護スリーブ14を通して、はんだ付けが完了した接続
状態を見ることができる。
スリーブが接着剤コーティングを有しておらず、スリーブ14が熱収縮性であ
る場合には、スリーブ14は、十分な熱の影響によって復元するであろう。そし
て、挿入されたワイヤ28の外側絶縁スリーブを把持し、ワイヤ接合点を絶縁す
るであろう。しかし、この密閉により、スリーブ内への湿気(水分)の侵入は制限
されることはできない。
図5は、収縮可能なスリーブ14が透明であることを示している。この図は、
また、コネクタ9が、熱収縮性スリーブ14の端部内に配置される付加的な熱可
塑性インサート42と共に使用されている状態を示す。ワイヤ28がコネクタ内
で熱可塑性インサートを貫通するように配置されている場合には、スリーブ14
を収縮させる熱によって、接着性インサート及びはんだが融解せしめられる。熱
収縮性チューブがワイヤの周囲で元の形状に戻る(復元する)と、熱可塑性インサ
ート材料はワイヤのシースの周囲に流動するであろう。これによって、湿気(水
分)や他の汚染物(異物)の侵入を防止するための所望の密閉が得られる。
導電スリーブ10の構成を部分的に上述したが、該構成は、中央に位置する細
長の開口及び/又は互いに対向するU字型開口をなす端部とシートの端部方向に
形成された開口を有する1対の略U字型のカットを備えた、2つの反対側に位置
する側面と2つの端部とを有する導電性の材料からなるシートに切断するステッ
プを有する。次いで、シートは、空洞の管状部材に形成され、シートが管状にな
る位置で維持するためのシームを形成するべくシートの両側を接合することによ
り、上記形状に保持される。金属の打抜きにつきものの油性の汚れが電気接続を
妨げることのないよう、コネクタを組み立てる前に、金属管状部分を脱脂すると
よい。U字型カット間にある細長の開口部は、空洞の管状部材の円周の半分以下
の長さで延在する縦軸を有するスロットを形成する。シート中央のカット部分は
、管状部材内に、管状部材の中央軸を越えるように押し下げられる。該スロット
と摩擦的に係合するように、はんだのディスクが挿入される。はんだを管状部材
内に配置することによって、はんだは内方向に曲がっているタブ間に配置される
。次いで、管状部財は、収縮可能なスリーブ内に、該収縮可能なスリーブの端部
間に位置決めされるように挿入される。収縮可能なスリーブの開放端からのシリ
ンダの変位を制限するために、また、はんだを管状スリーブ10内に保持するた
めに、収縮性スリーブは、スリーブ10の外面の一部分に収縮するように部分的
に加熱されることができる。組み立てられたコネクタを、図3又は図5に明示す
る。
本発明のコネクタの例は、以下のようにして得られる。
例1. 本発明のコネクタの一例は、熱収縮性チューブ14と、円筒形金属コネ
クタ10と、はんだディスク13とを備えている。はんだディスクはフラックス
でコーティングされている。熱収縮性チューブは、熱融解(ホットメルト)接着剤
16よりなる透明な層によって内部がコーティングされている透明な熱収縮性ス
リーブを外側に備えた2層構造である。
本発明のコネクタの組立は、一連のステップによって達成される。ステップ1
. すずメッキされた金属シート(tin plated metal sheet)を切断し
たり打抜きして、円筒型形に形成する。このシリンダは、その上面つまり上向き
の面に干渉物つまり観察孔つまり「窓」が位置した状態で、脱脂され、固定具上
で水平に位置決めされる。ステップ2
. ディスク13、すなわち、低温のはんだは、43%の鉛、43%
の錫、及び、14%のビスマスから形成されており、融解温度は163℃であっ
て、シリンダのスロット内に配置される。ステップ3
. 熱収縮性スリーブのコンポーネントを、アセンブリの固定部材に
結合された止めに達するまで、接続コネクタ上で滑らせる。この時点で、導電シ
リンダは、熱収縮性スリーブの縦軸に対して中央に位置決めされる。ステップ4
. この段階で、コネクタは、導電スリーブを覆っている中央部分だ
けを選択的に加熱する熱トンネル内に入れられる。これによって、熱収縮性スリ
ーブ14はシリンダ10の外面に取り付けられるが、スリーブの両端は接続ワイ
ヤを収容するように拡張状態に保たれる。
例2. 本発明のコネクタの第2の実施形態は、油性フィルムを除去するべく円
筒形シリンダ10が洗浄され、はんだディスクがスリーブ内に挿入されるコネク
タである。はんだディスクはフラックスのコアを有しているか、フラックスでコ
ーティングされている。スリーブは、接着剤コーティングを有しない空洞の透明
な熱収縮性スリーブ内に挿入される。
例3. 他の実施形態は、熱収縮性チューブ40と、円筒形金属コネクタ10と
、はんだディスク13とを備えたコネクタ9'である。この熱収縮性チューブ4
0
は、透明な熱収縮性スリーブである。円筒形金属スリーブ10の各端には、不透
明な熱可塑性の熱融解(ホットメルト)接着剤/シーラントよりなる空洞の管状部
分、すなわち、スリーブ41,42が配置されている。また、図5に示されてい
るように、接続シリンダ10の各端には、熱融解(ホットメルト)シーラントより
なる管状スリーブ41,42が配置されている。熱収縮性スリーブ40は、熱収
縮可能なスリーブ40内で、熱融解(ホットメルト)スリーブ41,42を導電ス
リーブ10と共に輸送及び操作時に保持するに十分な直径までスリーブを収縮さ
せるために、その全長にわたって加熱される。スリーブ40の端部は収縮しない
。
熱可塑性スリーブ41,42は、エチレンビニルアセテートと、ポリふっ化ビ
ニリデンと、フィルターや顔料や酸化防止剤などの他の添加物を含有する。この
熱可塑性スリーブは、好ましくは、不透明である。コネクタ9'が、スリーブ1
0の両端から挿入されるワイヤ上に配置されたとき、コネクタには、スリーブ4
0を収縮させ、はんだのディスク13及び熱融解(ホットメルト)スリーブ41,
42を融解させるのに十分な熱が加えられる。このことから、はんだはスリーブ
10内のワイヤの端部の周囲を流動し、また、熱融解(ホットメルト)スリーブは
融解してワイヤ及びスリーブ40の内面の周囲を流動し、これにより、絶縁スリ
ーブ40の端部がワイヤの端部周辺で密閉されることが理解できる。シーラント
材料は、接合された接続部の各端部に防水性のシールを形成するべく融解するの
に加えて、例えば、青から緑へと変色する。このような熱による色彩表示は、ワ
イヤ接合点で非常に効果的なはんだ付け接続部が形成される温度の範囲内で生じ
る。このため、熱融解(ホットメルト)シーラントは、周囲の密閉と、密閉やはん
だ付けが都合よく行われたことの表示という、二つの機能をなす。
はんだのディスクにより、複数ピースのはんだを使用する必要がなくなる一方
、該ディスクは、挿入される剥き出しのワイヤの端部が円筒形金属コネクタの略
中央部を越えて該コネクタに侵入するのを防ぐワイヤ止めとして有益な機能を果
たす。ワイヤ止めの機能を果たすに際して、はんだディスク13は、該ディスク
がスロット11内に挿入されたときに、スロット11の端部とはんだディスク1
3の側面との間に摩擦接触が生じるような寸法に構成されている。ディスク13
が
円筒形金属コネクタ内に配置されると、スロット11は実質的にディスク13に
より充填されることになり、また、円筒形金属コネクタの筒状の部分を閉鎖して
交軸方向にバリアが形成されるであろう。より好ましい配置において、はんだデ
ィスク13は、金属シリンダの軸に対して略垂直で、はんだの上縁部は、円筒形
金属コネクタ10aの壁にスロット11により形成された間隙内に延在している
が、該間隙を越えない。このような配置により、はんだディスク13の移動は、
スロット11の端部及び側壁がディスク13に対して摩擦的に係合することによ
って制限される。
このコネクタの特徴は、本発明のコネクタに挿入されるワイヤの位置決めや接
合に役立つ、はんだディスクより形成されているワイヤ止めである。このワイヤ
止めにより、ワイヤは、加熱時に、ワイヤが確実に接続されるような最適な関係
で位置決めされる。本発明のさらなる特徴は、熱融解(ホットメルト)シーラント
と、金属製管状コネクタの両側に設けられる色彩表示スリーブとを使用する点で
ある。該スリーブによって、はんだ付けにより確実に電気接続部が形成され望ま
しくない汚染物(異物)が入らないように密閉される温度に達したことを、視覚的
に確認することが可能となる。
本発明に係る電気コネクタは、種々の適用例において、電流を伝導するワイヤ
を接合するのに有益である。特に、例えば、自動車や家電製品への適用に役立つ
ワイヤリングハーネスにおける接続をなすことに対して特に関心がある。Detailed Description of the Invention
Wire connector Field of the invention
The present invention relates to a wire connector, and in one aspect, has ends connected to each other.
A wire connector for making a low profile butt joint between a plurality of conductors
In one aspect, a mass of solder is used initially as a wire stop for the connector.
Regarding the connector to be used.Background of the Invention
The conventional technique is to connect two or more wires to a predetermined circuit.
There is known a connecting device for joining in the state of being electrically connected. Background of the invention
The device, which is considered to be related to, uses displacement type insulated connectors and wire nuts.
The end of the wire to form a butt joint instead of a twisted connector
Make electrical contact with crimp connectors, welded connections, or similar connections
It is a connector that is maintained in a continuous state. Electrical connections often heat shrink
Insulated with possible tubular components. Electrical contacts with heat-shrinkable components
There are numerous examples of sequels. Heat-shrinkable parts often come in tubes or three
It is in the form of bu. The inner wall of the tube is coated with glue or sealant
. When the means for joining the conductors is positioned in the retractable tube
, The means are usually proximate to the central portion of the heat shrinkable sleeve. This joining means
Are, for example, British Patent Application No. 1,149,125 and US Patent Application No. 4,9.
40,179, and WO 9,007,207.
, Often a ring or band made of solder (other related patents:
U.S. Patent Application Nos. 4,722,471; 4,300,284;
National patent application No. 2,020,922, US patent application No. 4,832,248
, International Publication No. 8,809,068, US Patent Application No. 4,505,421
(Specification and No. 4,883,924). Bands and phosphorus made of solder
The use of soldering is called solder insertion or preforming. in this way
Inserts are used to solder electrical conductors to make electrical connections.
Intelligence function
Is realized. For solder, US Patent Application No. 4,987,283, and
As described in U.S. Pat. No. 4,852,252, melting by high frequency
Some are. While this solder insert has a well-defined shape, it
U.S. Pat. No. 4,654,473 and No. 4,384,404.
As described above, an unlimited amount of solder may be substituted.
Alternatively, the solder component may be a crimp valor provided within a heat shrinkable sleeve.
May be replaced with Connectors that use crimp barrels, for example, come back in the United States
RE Patent Application No. 33591 and US Patent Application No. 4,993,149
It is described in the specification.
Another means for making an electrical connection between conductors is US Pat. No. 5,006,286.
Are disclosed in the specification. In the above specification, the solder is a medium made of a conductive gel.
Has been replaced by the body. This gel is placed in the center of the heat-shrinkable sleeve.
A conductor inserted in and surrounded by a conductive gel.
A conductive passage is formed between them. When heat is applied, the heat shrinkable sleeve
The original shape is restored (restored), and the insulator of the conductive wire is gripped. By this,
The body is prevented from being pulled out of the conductive gel.
All the above examples have a common problem. The problem is that the wire conductor
Bonded by crimping, crimping, or passing a conductive gel.
The placement of insulated or non-insulated wire conductors before
Of. The above problem is particularly serious in the latter case. Because the wire is
, Keep it in the desired position until the shrinking and gripping action of the heat shrinkable sleeve is complete
This is because it must be done. Therefore, the conventional device is used to conveniently connect the conductors.
In order to continue, prior to soldering, crimping (grasping), etc., connect the conductor to the connector.
An auxiliary gripping means must be provided to hold it in place.
British Patent Application No. 2,020,922, which is one of the conventional examples, is heat shrinkable.
It teaches the use of additional inserts within the sleeve. This insertion
The container holds and positions the wire inserted into the heat shrinkable sleeve.
It is used. However, this connecting device is inserted from the same end of the connector.
Only useful when connecting wires. This insert also holds the wire in place.
It seems that there is no gripping action while it is held in place and there is no
It doesn't seem to be useful in making a Qi connection. So insert in this connector
-The positioned wire must be soldered or twisted or heat-shrinked.
Then, it is not securely fixed and is not electrically connected.
In addition, an earlier type connector of the type described was released on August 19, 1993.
WO 93/16505. This early type connector
Kuta is a conventional example. Depending on the use of solder mass in the sleeve,
Positioning of one side of the body was not restricted. That is, the solder makes an electrical connection
When properly reflowed, the second conductor should be fully positioned within the sleeve.
I couldn't do it.
The present invention eliminates the need for an auxiliary gripper and allows for solder joints.
The work (process) of electrically connecting the conductors is greatly simplified. According to the present invention,
A gripping device that may cut the heat-shrinkable insulation layer during limp work
An improved device for a crimp connector (grasping connector) that is prone to damage is provided. Book
According to the invention, a solder which initially forms a stop for conductors inserted from both ends of the sleeve.
A lump of solder, which is visually inspected before heating the solder to form the connection.
A mass of solder is provided that substantially eliminates the need for solder.Summary of invention
A connector according to the present invention electrically connects a plurality of wires, and
Is configured to insulate. The connector is a conductive tubular member or sleeve.
Reeves and slots in the middle that are substantially perpendicular to the axis of the sleeve
Equipped with a disk made of solder (solder) placed inside, and a shrinkable sleeve
I am. When inserted into the sleeve, the conductive sleeve is made of conductive metal.
A wire holding means formed from the sleeve for holding the wire
I have. The wire retaining means is in the form of a tab and extends from the inner surface of the cylinder.
The tabs are located in the sleeve from one side to the other and
It is provided so as to extend from both ends of the leaves toward the central portion. The above
The first disc (solder disc) forms a wire stop and then
The end of the wire that abuts the disk so that it melts to electrically bond it.
Located between the tabs in the leave. Shrinkable around the conductive sleeve
The sleeve is positioned and the conductive sleeve is positioned between the ends of the retractable sleeve.
It is arranged in the substantially central portion of.
In a preferred embodiment, the tab is formed from the conductive sleeve and the tab is
The lug has a length sufficient to extend through the longitudinal axis of the conductive sleeve. And
, The tab engages a bare wire that is inserted into the sleeve from both ends of the sleeve.
Punched out of the sleeve material to fit and resist wire retraction.
Will be burned.
The solder disk has an opening formed on the outer peripheral side wall of the sleeve in the axial direction.
Sized to fit within the section or slot.
The shrinkable sleeve is preferably heat shrinkable and
The central portion is shrunk onto the conductive sleeve. Spare of the heat shrinkable sleeve
The central portion which is contracted is the sleeve of the conductive sleeve over the entire length of the sleeve.
Extend beyond the length. What is important in the pre-shrinkage of the heat-shrinkable sleeve is
The inner diameter of the sleeve formed by contracting the sleeve has the above-mentioned conductive three
It is at least approximately equal to the outer diameter of the ridge. This allows the conductive sleeve
It is possible to insert the optimum number of wires that can be accommodated in the.
An important feature of the connector described above is that it holds the conductor to be inserted,
Hold the conductor with electrical contacts before making a more permanent connection such as soldering
It's a dual function. The wire should be from above either end of the connector
Inserted so as to abut the stop. The connector of the present invention has a stranded structure.
Connect conductors consisting of wires or solid wires within the wire gauge dimensions.
, Means for sealing and insulating the surroundings. One wire and the other
Can be connected. Alternatively, depending on the space available in the connector
It is possible to connect multiple wires to the limit that is limited by Contractible
Adhesive is provided in the leave to further seal the sleeve against the wire.
La
You may This adhesive is coated, for example, on the inner wall of the heat shrinkable sleeve.
It may be provided as a continuous layer, or it may be a heat-melted solid (hot melt).
G) Heat absorption in the form of a preformed ring or sleeve made of an adhesive compound.
It may be suitably placed in the shrink sleeve.Brief description of the drawings
The present invention will be further described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a tubular member forming part of the connector of the present invention.
2 shows the placement of solder masses for making electrical connections within the tubular member, FIG.
FIG. 3 is a vertical sectional view of the tubular member of FIG.
3 is a vertical cross-sectional view of the connector of FIG. 1 showing the conductors inserted into the connector.
You.
FIG. 4 shows the completed electrical connection made using the connector according to the present invention.
FIG.
FIG. 5 illustrates the tubular member of FIG. 1 and a retractable sleeve having an adhesive tubular member.
It is a side view of the connector which concerns on other embodiment of this invention which shows a use condition.Detailed Description of the Preferred Embodiments
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Similar reference numbers in each figure refer to similar parts.
Show. FIG. 1 shows a pipe provided with a connector connecting device, generally indicated by reference numeral 9.
A profile or cylinder 10 is shown. The connector 9 shown in FIG. 3 is an automatic wire.
A tubular conductive sleeve 10 having a holding means 20 and formed of a conductive member;
It comprises a mass 13 of solder) and a sleeve 14 which is shrinkable on the outside. Conductive pickpocket
Tube 10 is made of tin, tin, copper, brass, beryl
It is formed of a rectangular sheet made of a conductive metal such as copper. This sheet
, With opposite ends and sides, hold wire by cutting or stamping
Means are formed. As shown, this wire retention means
It is formed by two U-shaped or horseshoe-shaped cuts 18 formed in the. Three
The sleeve 10 also has an axis of intersection where the slot 11 is formed on the outer surface of the sleeve 10.
It has an elongated opening extending in the direction. This slot is better than the metal
What
First, a rectangular sheet can be formed. The sheet is then
It is formed in a substantially cylindrical shape to form the leaves 10. Sheet area in cut 18
The area is pushed down into the sleeve 10. That is, the region is not cut
Bend along the edge. Then, by such bending, the sleeve 10 is
Has two window openings or interruptions and a tubular inside the sleeve 10.
Two tabs 20 are formed that extend downwardly toward the opposite inner wall surfaces of the sleeve 10.
Is done. The sheet is formed into a tubular member and the side edges of the sheet are bead made of solder.
Tubing, interlocking seams, or sheets in the shape of tubes.
To be joined by other means of holding. The slot 11 of the conductive sleeve 10 is
When the solder disk 13 is formed on the tubular sleeve 10, the solder disc 13
Shaped by a wide axial cut with a specified depth so that it is provided in the intersecting axis direction.
Can be made.
Interferants formed on the surface of the sleeve 10 form the retention tab 20. The tab
20 forms a window which has the function of allowing a visual inspection inside the sleeve. Conductivity
The slot 11 of the sleeve 10 is provided with a solder detent that is positioned and retained within the sleeve.
A gap is provided for inserting the disc 13. Disk 13 contains flux
Or coated with flux. Connection melted solder
It is done by heating the solder to a temperature in the range.
The wire retention tab 20 functions to retain the wire within the sleeve 10.
The tab edges are rough and sharp due to stamping and punching to cut into a horseshoe shape.
It will be. Also, depending on the angle of the tabs that extend into the sleeve, there may be more than one wire.
The yarn is positioned in the sleeve and frictionally retained. Or the tab above
The angle of the wire, before heat is applied to complete the soldered connection,
Mechanical retention of the tab against the ear or wire sheath is achieved. Each retention tab 20
The free end of which extends beyond the axis of the sleeve 10, the free end of which the tab connects.
Is located proximate to the inner surface located opposite the side surface of the sleeve. end
Of wire or the like passing underneath the tab 20 in the direction of the closest tab from the section
Each object engages the tab and elastically moves the tab so that the wire
Gripped and held in friction. In the present invention, it is located between the ends of the tab.
A wire stopper is formed in the vicinity of the center of the sleeve 10. This wire stop
As shown in FIGS. 2 and 3, the solder (solder) disk placed in the slot 11 is
It is formed by KU13. The tab 20 forces the wire against the wall of the sleeve.
Positioned, the wire is then engaged with the molten solder.
You.
The sleeve 10 fulfills the desired function of connecting wires, while providing a connecting portion.
If insulation is required, use a shrinkable material, preferably a heat-shrinkable material
It is necessary to provide an outer sleeve 14 that As shown in FIG.
The leaves 14 are double-walled heat-shrinkable tubes. The sleeve 14 is translucent or
It is preferably made of a transparent heat-shrinkable material. Connector 9 is outer sleeve
Soldered after it was heated enough to shrink the solder and melt the mass of solder.
A transparent sleeve is desirable so that the completed connection can be seen. heat
Reference is made to the double-walled nature of the shrinkable sleeve 14. This sleeve 14 has two layers
Composed of materials. The inner layer 16 of the sleeve 14 is a transparent heat melt (hot melt).
G) It is an adhesive. This material becomes tacky when heat is applied. Outside
The leave 14 is preferably 250 ° C. or higher when it is radiation crosslinked.
Of Philadelphia, PA, capable of withstanding the above temperatures for several days
Trademark "Kynar" from Pennwalt Corporation
Made from a transparent polymer, commercially available at. Sleeve 10 and solder de
The disk 13 is positioned in the sleeve 14. The sleeve 14 is a solder
In order to restrict the disc 13 from moving between the tabs 20, the sleeve 10
Fits the outer shape in a biased state. Further, the sleeve 10 is a contractible three-piece sleeve.
It is located in the center of the hood 14. Shrink the center of this "Kainer" tube
By applying sufficient heat to force the tube into a portion of the metal cylinder.
Grip to hold the cylinder fixed. The above relationships are
And a sleeve 10 having an outer diameter and a shrinkable sleeve 14, and a heat shrinkable sleeve.
Before heating the central part of the sleeve using a probe 14 or before using the connector 9.
Heat locally to keep the sleeve in place, or
It is caused by shrinking the part onto the sleeve 10. This contraction
Depending on the operation, the end of the sleeve 14 receives the wire sheath guided by the connector 9.
It has a bell shape as shown in Fig. 3.
As shown in FIG. 4, the wire is connected to the connector 9 beyond the end of the sheath (sheath) 31.
Stripping the insulation at the end of the wire 28 to expose the conductor.
Is achieved. The ends of the wire are then placed inside each end of the conductive sleeve 10.
Formed below the free end of the tab 20 of and formed by the solder disc 13
It is urged to stop. This allows the initial contact between the exposed conductor and the tab.
A connection is made. After this, the tab 20 and the inside of the sleeve 10 facing the tab 20
The wire can be easily pulled out against the bracing force between it and the surface.
And can not be. In this way, the ends of the wires are positioned so that they are optimal for connection.
Arranged. Heat is applied to the outer surface of the sleeve 14 if a permanent connection is required.
When the temperature of the solder rises to the melting temperature of about 160 ℃
The soldered disc 13 melted and melted into the center of the conductive sleeve 10.
Contact a conductor that is positioned and exposed. This is shown in FIG.
A solder disc 1 in which a permanent connection is formed in a conductive sleeve, such as
3 is transformed into a mass that connects the end of the wire, the tab 20 and the conductive sleeve.
At the same time, by applying heat, the heat-shrinkable sleeve 14 is shown in FIG.
Return to its original shape and close around the wire insulation sleeve 31 as shown.
I do. Also, in the case of having a heat-meltable (hot melt) adhesive coating 16,
, The coating softens due to the application of heat
It flows around the sheath 31 to seal the wire 28. Apply this connector to wire
After that, the ingress of moisture (moisture) at the junction between the wires is limited by the adhesive seal.
Is done. Then, through the outer protective sleeve 14, the soldered connection is completed.
You can see the status.
The sleeve does not have an adhesive coating and the sleeve 14 is heat shrinkable.
If so, the sleeve 14 will be restored by the effect of sufficient heat. Soshi
Grip the outer insulating sleeve of the inserted wire 28 to insulate the wire junction
Will However, this seal limits the ingress of moisture (moisture) into the sleeve.
Can't be done.
FIG. 5 shows that the shrinkable sleeve 14 is transparent. This figure is
In addition, the connector 9 is provided with additional heat
The state where it is used with the plastic insert 42 is shown. Wire 28 in connector
The sleeve 14 if it is placed through the thermoplastic insert.
The heat that shrinks the melts the adhesive inserts and solder. heat
When the shrinkable tube returns (restores) to its original shape around the wire, the thermoplastic insert
The coating material will flow around the sheath of the wire. This allows for moisture (water
Min) and other contaminants (foreign matter) to provide the desired seal.
Although the configuration of the conductive sleeve 10 has been partially described above, the configuration includes a centrally located thin sleeve.
In the direction of the end of the sheet and the end of the long opening and / or the U-shaped opening facing each other.
Two opposing positions with a pair of generally U-shaped cuts with formed openings
To be cut into a sheet of electrically conductive material having a side surface to be cut and two edges.
Have a The sheet is then formed into a hollow tubular member, making the sheet tubular.
By joining both sides of the sheet to form a seam to keep it in place.
Therefore, the shape is maintained. The oily stains associated with stamping metal make electrical connections
To prevent interference, degrease the metal tubular section before assembling the connector.
Good. The elongated openings between the U-shaped cuts are less than half the circumference of the hollow tubular member.
To form a slot having a longitudinal axis extending the length of. The cut part in the center of the sheet
Is pushed down into the tubular member over the central axis of the tubular member. The slot
A disk of solder is inserted to frictionally engage the. Solder the tubular member
By placing in, the solder is placed between the tabs that bend inward
. The tubular article is then placed within the shrinkable sleeve and the end of the shrinkable sleeve is
It is inserted so that it may be positioned between. Squeeze from the open end of the retractable sleeve
In order to limit the displacement of the solder and also to hold the solder in the tubular sleeve 10.
To this end, the shrinkable sleeve is partially retracted so that it contracts to a portion of the outer surface of the sleeve 10.
Can be heated to. The assembled connector is shown clearly in FIG. 3 or FIG.
You.
An example of the connector of the present invention is obtained as follows.
Example 1 One example of the connector of the present invention is a heat-shrinkable tube 14 and a cylindrical metal connector.
1 and a solder disk 13. Solder disc is flux
Is coated with. Heat shrinkable tube is a hot melt adhesive
A transparent heat-shrinkable coating whose inside is coated with 16 transparent layers.
It is a two-layer structure with leaves on the outside.
Assembly of the connector of the present invention is accomplished by a series of steps.Step 1
. Cut a tin plated metal sheet
It is punched or punched to form a cylindrical shape. This cylinder has its upper surface or upwards
With the interfering substance, that is, the observation hole or "window", located on the surface of the
Positioned horizontally.Step two
. Disk 13, ie low temperature solder, has 43% lead, 43%
Of tin and 14% bismuth, and has a melting temperature of 163 ° C.
And is placed in the slot of the cylinder.Step 3
. Attach the components of the heat-shrinkable sleeve to the securing members of the assembly.
Slide on the mating connector until it reaches the mated stop. At this point,
The binder is centered with respect to the longitudinal axis of the heat shrinkable sleeve.Step 4
. At this stage, the connector is the central part covering the conductive sleeve.
It is placed in a thermal tunnel that selectively heats the case. This allows heat shrinkable
The probe 14 is attached to the outer surface of the cylinder 10, but both ends of the sleeve are connected to each other.
It is held in an expanded state to accommodate the ya.
Example 2. The second embodiment of the connector of the present invention is designed to remove the oily film from the circle.
A connector where the cylindrical cylinder 10 is cleaned and the solder disc is inserted into the sleeve.
It is Does the solder disk have a flux core or flux core?
Has been started. The sleeve is a hollow clear with no adhesive coating
A heat-shrinkable sleeve.
Example 3. Another embodiment is a heat-shrinkable tube 40 and a cylindrical metal connector 10.
, A solder disc 13 and a connector 9 ′. This heat-shrinkable tube 4
0
Is a transparent heat shrinkable sleeve. Each end of the cylindrical metal sleeve 10 is impermeable.
Hollow tubular section of clear thermoplastic hot melt adhesive / sealant
That is, the sleeves 41 and 42 are arranged. Also shown in FIG.
So that each end of the connecting cylinder 10 has a hot melt sealant
Tubular sleeves 41, 42 are arranged. The heat-shrinkable sleeve 40 absorbs heat.
In the shrinkable sleeve 40, the heat-melting sleeves 41 and 42 are electrically conductive.
Shrink the sleeve with the leave 10 to a diameter sufficient to hold it during shipping and operation.
To be heated over its entire length. The end of the sleeve 40 does not shrink
.
The thermoplastic sleeves 41 and 42 are made of ethylene vinyl acetate and polyfluoride.
It contains nilidene and other additives such as filters, pigments and antioxidants. this
The thermoplastic sleeve is preferably opaque. Connector 9'is sleeve 1
When placed on a wire inserted from both ends of 0, the connector has a sleeve 4
0 to shrink the solder disc 13 and hot melt sleeve 41,
Sufficient heat is applied to melt 42. From this, solder is sleeve
It flows around the end of the wire in 10 and the hot melt sleeve
It melts and flows around the wire and the inner surface of the sleeve 40, which insulates the insulation sleeve.
It can be seen that the end of the probe 40 is sealed around the end of the wire. Sealant
The material melts to form a waterproof seal at each end of the joined connections.
In addition to that, for example, the color changes from blue to green. Color display due to such heat is
Occurs within the temperature range where a very effective solder joint is formed at the ear joint.
You. For this reason, hot-melt (hot melt) sealants should not be
It has the dual function of displaying that it has been conveniently added.
While the solder disc eliminates the need to use multiple pieces of solder
, The disk is a cylindrical metal connector with bare wire ends inserted
Performs a useful function as a wire stop that prevents the connector from crossing over the center.
Add When performing the function of wire stop, the solder disk 13 is
And the solder disk 1 when the slot 11 is inserted into the slot 11.
3 is dimensioned so as to make frictional contact with the side surface. Disk 13
But
When placed in the cylindrical metal connector, the slot 11 is substantially in the disk 13.
It will be filled more, and by closing the cylindrical part of the cylindrical metal connector
Barriers will be formed in the transverse direction. In a more preferred arrangement, the solder
The disk 13 is substantially perpendicular to the axis of the metal cylinder, and the upper edge of the solder has a cylindrical shape.
Extends into the gap formed by the slot 11 in the wall of the metal connector 10a
However, it does not exceed the gap. With such an arrangement, movement of the solder disk 13
Due to the frictional engagement of the ends and side walls of the slot 11 with the disk 13.
Is restricted.
This connector is characterized by the positioning and connection of the wire inserted in the connector of the present invention.
It is a wire stop formed from a solder disc, which helps in connection. This wire
The stop ensures that the wires are in an optimal relationship to ensure that the wires are connected when heated.
Positioned at. A further feature of the invention is a hot melt sealant.
And using color display sleeves on both sides of the metal tubular connector
is there. The sleeve ensures that an electrical connection is formed by soldering.
Visually check that the temperature has been reached to prevent the entry of undesired contaminants (foreign matter).
Can be confirmed.
The electrical connector according to the present invention is a wire that conducts an electric current in various application examples.
It is useful for joining. Especially useful, for example, in automobiles and home appliances
There is particular interest in making connections in the wiring harness.
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フロントページの続き
(72)発明者 エリクソン、ロバート・ビー
アメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州
セント・ポール、ポスト・オフィス・ボッ
クス33427(番地の表示なし)
(72)発明者 ナトウィグ、ゲイリー・エス
アメリカ合衆国55133―3427ミネソタ州
セント・ポール、ポスト・オフィス・ボッ
クス33427(番地の表示なし)────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Ericsson, Robert Bee
United States 55133-3427 Minnesota
St. Paul, Post Office Box
Box 33427 (No address displayed)
(72) Inventor Natwig, Gary S.
United States 55133-3427 Minnesota
St. Paul, Post Office Box
Box 33427 (No address displayed)